su priedais pagaminto GR5 titano lydinio nuovargio savybės, pagrįstos skirtingais papildomo apdorojimo metodais
Dažnai naudojami įvairūs papildomo apdorojimo metodai, tokie kaip terminis apdorojimas (HT), karštasis izostatinis presavimas (HIP), paviršiaus modifikavimas lazeriu ir kt., siekiant pagerinti papildomai gaminamų dalių veikimą. Buvo atlikti kai kurie tyrimai, kuriais buvo siekiama optimizuoti ir ištirti įvairių papildomo apdorojimo metodų poveikį priedų gaminamų lydinių nuovargio savybėms. Tačiau neaišku, kokie yra pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką priedų gamybos titano lydinių nuovargio savybėms, todėl optimalus papildomo apdorojimo būdas, kaip pagerinti priedus gaminamų titano lydinių atsparumą nuovargiui, dar nenustatytas. Be to, beveik nebuvo ištirtas terminio apdorojimo prieš HIP apdorojimą poveikis nuovargio stiprumo, ypač Ti-6Al-4V lydinio, gerinimui.
Šiame straipsnyje nagrinėjamos ir palyginamos Ti{0}}Al-4V lydinio, paruošto miltelinio sluoksnio lazeriniu selektyvaus lydymo metodu, tempimo ir nuovargio savybės pradinėje būsenoje, terminio apdorojimo būsenoje ir karšto izostatinio presavimo būsenoje. Užpildykite tyrimų spragas šioje srityje.
Pradinės būsenos Ti{0}}Al-4V lydinys, gautas 3D spausdinimu, turi didžiausią takumo ribą, atsparumą tempimui ir kietumą; Ti-6Al-4V lydinys karšto izostatinio presavimo terminio apdorojimo mašinos apdorojimo sąlygomis (HT+HIP+M) yra stipresnis. Žemas, bet turi didžiausią lankstumą. Taip yra dėl grebėstų šiurkštėjimo ir ′ martensito struktūros irimo bei fazių ribos dislokacijos tankio sumažėjimo terminio apdorojimo metu. Specifinio statinio stiprumo ir tempimo plastiškumo duomenys pateikti 1 lentelėje.
1 lentelė Statinio stiprumo ir tempimo savybių rezultatai, gauti taikant skirtingus papildomu būdu pagamintų titano lydinių papildomo apdorojimo būdus. AB žymi pradinę būseną, HT – būseną po terminio apdorojimo 850 laipsnių temperatūroje 2 valandas, o HIP – būseną, palaikomą 920 laipsnių ir 120 MPa 2 valandas.
1 pav. Su priedais pagaminto titano lydinio mikrostruktūra skirtingomis papildomo apdorojimo sąlygomis. (a) AB: pradinė būsena (b) HT: 850 laipsnių 2 valandas; c) ŠNAS: 920 laipsnių, 120 MPa 2 valandas; d) HT + HIP būsena. Dešinėje paveikslo pusėje pažymėta kryptis yra medžiagos krovimo kryptis spausdinant.
1 paveiksle parodyta papildomai pagamintų titano lydinių mikrostruktūra esant skirtingoms papildomo apdorojimo būsenoms. Šis vaizdas yra atgal išsklaidytas vaizdas, padarytas elektroniniu mikroskopu. Šiame paveikslėlyje fazė su baltu kontrastu yra fazė, o fazė su juodos ir pilkos spalvos kontrastu yra fazė. Paveiksle pažymėtos unikalios spausdintų titano lydinių mikrostruktūrinės charakteristikos, įskaitant originalias fazių grūdelių ribas ir Widmanstatten struktūrą. 2 paveiksle pateikti rezultatai rodo TEM testo rezultatus skirtingomis po apdorojimo sąlygomis.
2 pav. TEM stebėjimo rezultatai naudojant priedus pagaminto Ti-6Al-4V skirtingose papildomo apdorojimo būsenose ir pradinėse būsenose. a) AB; (b) HT; c) AB + HIP; d) HT + HIP.
Prieš karštą izostatinį presavimą buvo taikomas terminis apdorojimas, tai yra HT+HIP sąlygos, o po to mėginio paviršius buvo poliruotas (HT + HIP + M). Nustatyta, kad esant tokioms sąlygoms Ti-6Al-4V nuovargio stiprumas žymiai pagerėjo, palyginti su Pradinė būklė pagerėjo beveik 5 kartus, o vien terminis apdorojimas padidino jo atsparumą nuovargiui beveik 3 kartus lyginant su pradine būkle. Konkreti SN kreivė parodyta 3 paveiksle.
3 pav. SN kreivės skirtingomis papildomo apdorojimo sąlygomis. Konkretus papildomo apdorojimo metodas parodytas viršutiniame dešiniajame paveikslo kampe esančioje legendoje. Tarp jų M reiškia, kad mėginio paviršius yra poliruotas, o ne M reiškia, kad po spausdinimo mėginio paviršius yra tokios būsenos.
Terminis apdorojimas (HT) ir karštasis izostatinis presavimas (HIP) sukelia priedus pagaminto Ti-6Al-4V lydinio mikrostruktūros pokyčius. Po terminio apdorojimo metastabili aštrioji ′ martensito struktūra suyra į + sluoksninę struktūrą, o lamelių storis palaipsniui didėja didėjant terminio apdorojimo temperatūrai. HT apdorojimas pagerina nuovargio stiprumą, palyginti su AB būsena, daugiausia dėl -kolonijų (kristalų grupių, turinčių panašią grūdelių orientaciją) kliūčių + lamelinėje struktūroje ir liekamojo tempimo įtempio, atsirandančio dėl 3D spausdinimo proceso. atsipalaidavimas. Priežastis, kodėl HIP apdorojimas pagerina atsparumą nuovargiui, yra ne tik du HT būsenos taškai, bet ir skatina medžiagos defektų pašalinimą. Specifiniai rentgeno μCT tyrimo rezultatai parodyti 4 paveiksle žemiau.
4 pav. Vidinių defektų trimatis rekonstrukcijos atvaizdavimas skirtingomis papildomo apdorojimo būsenomis. a) AB; (b) HT; c) AB + HIP; d) HT + HIP.
Popierinė citatų informacija:
Bhandari L, Gaur V. Įvairūs papildomo apdorojimo metodai, skirti pagerinti nuovargio savybes naudojant priedus pagaminto Ti-6Al-4V lydinio[J]. International Journal of Fatigue, 2023: 107850.
